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氧化锆结构陶瓷

更新时间: 2024-12-13 17:33:49  查看次数: 112    
氧化锆(ZrO₂)是一种常见的结构陶瓷,它有不少厉害的地方,比如强度高、韧性好、耐磨、化学性质稳定、导热慢、对生物也比较友好。它有三种结晶形态,分别是单斜晶型(m - ZrO₂)、正方晶型(t - ZrO₂)和立方晶型(c - ZrO₂)。这三种形态在不同的温度下存在,还能互相变来变去。单斜相在平常的室温下是稳定的,不过ZrO₂零件从高温冷却到室温的时候,会从t - ZrO₂变成 m - ZrO₂,这个过程中它的体积会变,还容易出现裂纹。要是添加一些稳定剂,就能让相转变温度降低,这样在高温下稳定的t - ZrO₂和c - ZrO₂在室温下也能稳定或者处于亚稳态,就能抑制裂纹产生。而且不同的结晶形态对烧结过程的影响不一样,烧出来的零件性能也不同。所以,ZrO₂在工业和医疗上都挺受关注的,像做切削工具、冲压模具、氧传感器、固体氧化物燃料电池,还有牙科和身体植入物这些方面都有它的身影。
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但是因为研究时间和设备有限,这次课题在光固化氧化锆浆料的制备研究上还有好多问题。所以对以后要做的工作有这些建议:和其他增材制造(AM)方法比起来,DLP 技术在做多孔骨支架这方面有很大优势。跟 3D 打印、SLS、SLA 相比,DLP 增材制造在保证做出来的东西精度的同时,还能大大提高成型的效率。它的成型过程比较简单,不管样品的横截面有多复杂都没关系,因为 DLP 技术不需要去规划横截面成形的路径。而且 DLP 技术的成型速度不受表面曝光引起的水平截面尺寸的影响,所以能提高成型效率。
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DLP打印陶瓷的成形方法也有一些问题。因为预先做好的浆料里固相的含量比较低,在脱脂和烧结的时候,坯料的尺寸会大幅缩小。所以必须得严格控制脱脂和烧结的过程,不然就容易出现裂纹这些缺陷。在坯体成形的时候,光的穿透和散射会让成形精度降低。以后的研究应该重点关注通过对模型进行 z 轴补偿预处理,来减少成形误差。 
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